[实用新型]组合型线列硅光探测器

说明书

                                技术领域

本实用新型涉及硅光探测器，具体是指一种用于成像光谱仪的组合型线列硅光探测器。

                                 背景技术

在现代光谱测试技术中，常常应用硅光探测器线列阵或者CCD作为可见近红外波段的探测器件。在采用线列探测器或者CCD时，经色散的光照射在探测器上。其不同波长的光照射在线列探测器不同的光敏元上。因而线列的每一个光敏元就对应于一个不同的波长，它的输出信号正比于相应波长的光强。这样，在光谱仪中不再需要旋转色散元件如光栅或棱镜就可以同时读出不同波长的信号。这不但大大的简化了光谱仪的结构，而且可以作成瞬态光谱仪。

但是，通常硅光探测器的光谱响应特性是在0.4μm附近的蓝紫光波段和1.0μm的近红外波段的响应率都明显下降，因而给光谱仪测试带来麻烦。特别是对于探测微弱信号的成像光谱仪，它要求在0.4μm~1.0μm整个波段都有较高的响应率，因此已有人做成短波增强的硅光探测器线列阵，它在蓝紫光波段的响应率有了显著的提高，但是其近红外波段的响应率都较低。也有近红外波段响应率较高的硅光探测器，但是其蓝紫光波段的响应率很差。总之，还没有一种在0.4μm~1.0μm整个波段响应率都得到增强的硅光探测器线列阵。

                            发明内容

基于上述已有技术存在的问题，本实用新型采用把线列探测器分为几个子线列，每一子线列在工艺上对其探测波段的响应率进行增强，然后把这几个子线列拼接成一个完整的线列。这样，在成像光谱仪覆盖的整个光谱范围内都能得到高的测试灵敏度。

本实用新型的一种用于成像光谱仪的组合型线列硅光探测器，包括：线列芯片、底板和带窗口的框架。底板为环氧板，其正面二边布有根据线列芯片引线要求排列的电极引线图，底板的背面置有穿过底板且与底板正面电极引线端点电学联接的插针；底板正面中间置有与底板牢固结合的长条形的衬底电极块，该电极块与电极引线图中的多根公共引线相接；长条形衬底电极块上置有对不同光谱段增强的线列芯片，线列芯片是由多个不同光谱段增强的子线列芯片拼接而成，这些子线列芯片拼接时必需保持在一直线上，而且在同一平面上；线列光敏元的信号引出是通过硅铝丝与底板上相对应的电极引线联结；线列芯片上罩有带窗口的框架，框架通过环氧胶固定在底板上，窗口由蒸镀带通滤光薄膜的玻璃片构成。

所说的子线列芯片是由高阻N型硅片通过掺杂形成P-N结的线列光敏元组成，再根据不同的响应波段对不同的子线列芯片光敏元热生长不同厚度的SiO₂增透膜。对用于探测460nm到620nm波段信号的子线列芯片，SiO₂增透膜厚度为60-80nm，可以增强在蓝紫光波段的响应率；探测620nm到940nm波段信号的子线列芯片，SiO₂增透膜厚度为100-120nm；探测940nm到1100nm波段信号的子线列芯片，SiO₂增透膜厚度为190-210nm，可以增强近红外波段的响应率。

这种结构的优点是：1.可以提高成品率；2可以根据使用的不同波段范围，对子线列芯片分别进行光谱响应的增强。研制的结果证明，这种组合结构是非常有效的，因而形成了这个器件的最大特点：即在一个线列上满足了所有波段的高响应率。

                              附图说明

图1.是器件的剖面结构示意图；

图2.是器件的俯视图；

图3.是不同厚度的SiO₂增透膜子线列光敏元的光谱响应曲线图，曲线501为子线列芯片501的光谱响应曲线；曲线502为子线列芯片502的光谱响应曲线；曲线503为子线列芯片503的光谱响应曲线。

                             具体实施方式

本实施例是根据一种用于机载成像光谱仪的要求实施的。器件有4个子线列，每个子线列为16元，组合成64元线列硅光探测器，其特点是光敏元面积大，短波和长波增强，使用的光谱范围宽，响应速度快和暗电流小。